sabato 21 maggio 2016

Il neutrino cosmico

Il neutrino cosmico, il Big Bird dal buco nero in una lontana galassia. È stato osservato nel 2012 dall’esperimento Ice-Cube in Antartide e dal telescopio spaziale Fermi, ma ora ha un origine. Una potente esplosione avvenuta 10 miliardi di anni fa, generata dal buco nero della lontana galassia PKS B1424-418. Nel dicembre 2012 alcuni telescopi hanno osservato un neutrino super energetico e ci si interrogava  da dove  fosse arrivato? Finora nessuno era riuscito a dare una risposta.                                                                                                       Il “Big Bird“, ribattezzato così per la sua energia da record,pari a 2mila milioni di elettronvolt, che ne fa il secondo neutrino più energetico mai rivelato, arriva dalla lontana galassia PKS B1424-418, dove 10 miliardi di anni fa è stato emesso dalla potente esplosione di un buco nero che si trova al centro della sorgente galattica. La risposta ora arriva dai ricercatori dell’università di Wuerzburg , in Germania, guidati dall’astrofisico Matthias Kadler, rendendo noti i risultati ottenuti dall’elaborazione dei dati di Ice-Cube. Tutto ebbe inizio 100 anni fa, quando uno scienziato austriaco, Victor Hess, scoprì i raggi cosmici. Hess grazie ad una serie di voli in mongolfiera, misurò le radiazioni intorno a lui ad altitudini fino ed oltre cinque chilometri, però a mano a mano che saliva attraverso l'atmosfera, i livelli di radiazione calavano, per risalire vertiginosamente se scendeva al livello del mare. Le radiazioni dovevano in qualche modo raggiungere la Terra dallo spazio. I raggi cosmici sono ormai noti per essere particelle altamente energetiche che hanno origine nello spazio e bombardano il nostro pianeta da tutte le direzioni. La maggior parte sono costituiti da particelle cariche, come gli ioni metallici, ma questi sono di scarsa utilità per gli scienziati spaziali che sperano di scoprire le origini dell'alta energia dei raggi cosmici. Le particelle cariche sono deviate dai campi magnetici nella loro corsa attraverso lo spazio, rendendo difficile, o impossibile, ripercorrere il loro percorso e individuare il loro luogo di nascita cosmica. I neutrini sono diversi. Prodotti insieme ai raggi cosmici nello spazio esterno, i neutrini sono scariche e passano attraverso la materia quasi del tutto indisturbati .Infatti si dirigono verso la Terra in linea retta dando agli scienziati una buona possibilità di risalire direttamente alle loro origini.
Tutto questo è stato elaborato nel laboratorio IceCube alla stazione del Polo Sud Amundsen-Scott in Antartide.

Nell'ultima metà del decennio, più di 5.000 palle di vetro grandi suppergiù come un cocomero, definite "digital optical module" (DOM)
Il D O M
, sono state riunite e sepolte nel profondo della calotta antartica.

Spencer Klein, fisico del Lawrence Berkeley National Laboratory spiega: "Il DOM è un rilevatore di luce estremamente sensibile che si trova al centro di quello che deve essere uno dei progetti più ambiziosi nella storia della scienza. Con il congelamento di questi moduli nel terreno intorno alla stazione Amundsen-Scott, abbiamo trasformato un chilometro cubo di ghiaccio polare incontaminato, in un osservatorio cosmico enorme. L'IceCube, costato 272 milioni di dollari non è il tipico telescopio;  invece di raccogliere la luce delle stelle, dai pianeti o da altri oggetti celesti, cerca le particelle chiamate neutrini fantasma che si scagliano attraverso lo spazio con i raggi cosmici di energia elevata. Secondo i piani, l'osservatorio rivelerà la misteriosa provenienza di questi raggi e come possano essere così energici. IceCube in ultima analisi fornirà agli astronomi occhi nuovi con cui studiare l'universo.
 Dunque c’è stato un frutto d’ insieme: l’esperimento di rivelazione di neutrini ad altissima energia situato in Antartide, abbinato ai dati provenienti dal telescopio spaziale Fermi della NASA, in collaborazione degli enti italiani Asi, Inaf e Infn.  IceCube è un esperimento che si trova in Antartide e che punta a rivelare neutrini ad altissima energia. La storia di questo neutrino cosmico inizia 10 miliardi di anni fa, ma solo a  dicembre 2012 i telescopi sono riusciti ad osservarlo per la prima volta. La galassia da cui proviene il neutrino cosmico è classificata come una blazar a raggi gamma, un oggetto particolarmente attivo con un nucleo compatto e brillante. Questo eccesso di luminosità della sua regione centrale è prodotto dalla materia che, cadendo nel buco nero, con una massa milioni di volte superiore a quella del nostro Sole, viene riemessa in direzione della Terra .I dati di IceCube e  del telescopio Fermi sono poi stati analizzati nel programma di osservazione a lungo termine Tanami. Quest’ultimo ha iniziato la sua attività nel 2007 e  monitora circa 100 galassie attive, tra cui proprio la galassia identificata dal telescopio della Nasa. L’incrocio dei dati, ha spiegato Kadler, permette di risalire alla sorgente del neutrino cosmico:“Tenendo conto di tutte le osservazioni, il blazar sembra aver avuto mezzi, movente e opportunità per ‘sparare’ il neutrino Big Bird, per questo motivo è il nostro primo sospettato”. Tanami è un progetto che monitora circa 100 galassie attive. Ha analizzato i dati provenienti da IceCube e dal telescopio Fermi, contribuendo a determinare la sorgente del neutrino Big Bird, il neutrino da 2mila milioni di elettronvolt.
Da allora i ricercatori hanno elaborato i dati di questo evento altamente energetico,- spiega Roopesh Ojha, scienziato della Nasa:“I neutrini sono le particelle fondamentali della fisica più veloci, luminose, non interagenti e poco comprese . Oggi siamo in grado di rivelare quelli a più alte energie che arrivano dall’esterno della nostra galassia. Questo lavoro rappresenta la prima associazione plausibile tra un solo oggetto extragalattico e uno di questi neutrini cosmici”. Proprio il loro carattere non interagente con la materia circostante e l’altissima velocità prossima a quella della luce fanno dei neutrini particelle molto difficili da rivelare, ma allo stesso tempo le uniche in grado di sfuggire da oggetti celesti quali i buchi neri, la cui attrazione gravitazionale è tale da “risucchiare” anche la luce. I neutrini rappresentano ancora oggi per l’astrofisica un tassello chiave per svelare il puzzle dei misteri dell’universo.





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